Агрегатні стани і фази речовини

Агрегатний стан речовини визначений її термодинамічними параметрами, зокрема тиском Р і температурою Т. Зміна цих параметрів може зумовити зміну агрегатного стану речовини. Часто поняття „агрегатний стан” ототожнюють із поняттям „фази” речовини, що не зовсім правильно, оскільки одному агрегатному стану речовини може відповідати декілька фаз. Зокрема, деякі тверді речовини можуть мати різні кристалічні модифікації (фази). Прикладом таких речовин є вуглець, який у твердому стані може існувати у вигляді графіту або алмазу; лід, для якого характерні п’ять фізичних кристалічних фаз; біле і сіре олово, рідкі кристали тощо. Цю особливість деяких твердих і рідких речовин називають поліморфізмом. Зазначимо, що у газоподібному стані поліморфізму нема.

Фазою називають термодинамічно рівноважний стан речовини з однаковими фізичними та хімічними властивостями і структурою. Гомогенною називають термодинамічну систему, яка складається лише з однієї фази. Система, яка складається з кількох фаз, – є гетерогенною. Приклад гетерогенної системи – вода, у якій плавають куски льоду; вона складається з трьох фаз: лід, вода і суміш повітря з водяною парою. Якщо температура такої системи 0,01^оС, а тиск атмосферний, то трифазовий стан системи може зберігатись необмежено довго. Отже, в гетерогенній системі можливий стан фазової рівноваги. Порушити фазову рівновагу можна, змінивши тиск або температуру системи. Перехід речовини з однієї фази в іншу називають фазовим переходом. Фазовий перехід завжди пов’язаний з якісними змінами властивостей речовини.